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单晶材料纳米压痕压头尺寸效应的多尺度模拟
发表时间：2016-04-15 浏览量：2316 下载量：645
| 全部作者： | 杨增杰，王振清 |
| 作者单位： | 哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院 |
| 摘 要： | 为研究纳米压痕的压头尺寸效应，采用分离式拟质点多尺度方法对多种单晶材料（铜、铝和银）的纳米压痕问题进行研究。研究表明，对于不同的压头宽度，三种材料的荷载-位移响应曲线均表现出明显的差异性。压头的宽度越大，弹性阶段的曲线斜率就越大，材料发生塑性变形的临界载荷及其对应的临界压头位移也越大，发生位错形核的时间也越晚。材料出现塑性变形之后，其荷载值将开始下降，材料出现位错形核。金属铜薄膜和金属铝薄膜的载荷-位移曲线只经历了一次降低过程，而金属银薄膜则呈现出多次起伏变化。 |
| 关 键 词： | 固体力学；多尺度模拟；单晶材料；纳米压痕；尺寸效应 |
| Title： | Multiscale simulation of indenter size effect of nanoindentation in single crystal materials |
| Author： | YANG Zengjie, WANG Zhenqing |
| Organization： | College of Aerospace and Civil Engineering, Harbin Engineering University |
| Abstract： | In order to study the size effect in nano indentation, this paper adopts separate quasi-particle multiscale method to study the nano-indentation problem of single crystal material, such as copper, aluminum and silver. The simulation results show that for the different widths, the displacement-response curves of three materials show a distinct difference. For the greater width indenter, the load-displacement curve in elastic stage has a bigger curve slope, a larger load critical corresponding to plastic deformation, a larger critical displacement of indenter, and a later time appearing the dislocation nucleation. After the plastic deformation occurs, the load value will begin to decrease, and the dislocation nucleation appears in the material. The load-displacement curve for the single copper and aluminum only has a reduction process, while shows a multiple fluctuation for the single silver. |
| Key words： | solid mechanics; multiscale simulation; single-crystal copper; nanoindentation; size defect |
| 发表期数： | 2016年4月第7期 |
| 引用格式： | 杨增杰，王振清. 单晶材料纳米压痕压头尺寸效应的多尺度模拟[J]. 中国科技论文在线精品论文，2016，9（7）：711-717. |
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